GIS 的辉煌历史

GIS 的辉煌历史

  • 最近更新2022年07月20日

GIS 是从哪里开始的?

地图绘制彻底改变了我们对位置的看法。地图是重要的决策工具。他们帮助我们到达目的地。他们越来越沉浸在我们的日常生活中。

但这一切是从哪里开始的呢?

GIS 的进步是多种技术的结果。数据库、计算机制图、遥感、编程、地理、数学、计算机辅助设计和计算机科学都在 GIS 的发展中发挥了关键作用。

今天,我们将揭示 GIS 历史上的一些关键时刻,这些时刻将其塑造成今天的样子。

霍乱集群的论文映射分析

约翰·斯诺

John Snow 博士使用绘图来说明霍乱病例如何以水泵为中心。许多人认为这种疾病是通过空气传播的。然而,这张地图有助于显示霍乱正在通过水传播。

GIS 的历史都始于 1854 年。霍乱袭击了英国伦敦市。英国医生约翰·斯诺开始绘制爆发地点、道路、财产边界和水线。

当他将这些特征添加到地图中时,发生了一些有趣的事情:

他看到霍乱病例在吃水线沿线很常见

约翰·斯诺的霍乱地图是连接地理和公共卫生安全的重大事件。这不仅是空间分析的开始,而且也标志着整个研究领域的开始:流行病学——疾病传播的研究。

迄今为止,约翰·斯诺被称为流行病学之父。John Snow 的工作证明 GIS 是一种解决问题的工具。他将地理图层放在纸质地图上,并做出了一个挽救生命的发现。

GIS 开发阶段

我们可以将 GIS 的历史分为几个发展阶段。

如果约翰·斯诺今天还活着,那么这些图层就会存储在数据库中。他本可以打开和关闭它们以可视化可能的污染原因。他甚至可以使用空间统计来解决伦敦的问题。

霍乱地图

这是约翰·斯诺(John Snow)的原始霍乱地图,他在纸质地图上使用空间分析来结束英国伦敦的流行病。

在地理信息系统的历史上:

我们从静态纸质地图转向动态数字地图。现在,我们从基本分析转向更复杂的问题解决。

当您将过去的 John Snow 与现在精通技术的 John Snow 进行比较时,您必须问自己一个问题:GIS 是如何发展到现在的状态的?

GIS 的历史是非凡的。它经历了发展阶段。它受到关键人物和技术发展的影响。

我们在下面概述了 GIS 历史中的每个阶段:

1960 年之前:GIS 黑暗时代

黑暗时代的地理信息系统

计算机绘图一无所知。什么都没有开发。所有的映射都是在纸上或筛子上完成的。GIS 技术并不是在这里出现的。

在 1950 年代,地图很简单。他们在车辆路线、新的发展规划和定位兴趣点方面占有一席之地。但这些都不是在电脑上完成的。

想象一个没有计算机绘图的世界。

一种选择是筛映射。筛子映射使用光表上的透明层来识别重叠区域。但这也带来了挑战:计算面积几乎是不可能的,数据粗糙且经常不准确,测量距离很麻烦。

考虑到纸质地图带来的所有问题,制图师和空间用户想要探索处理地理数据的计算选项也就不足为奇了。

在 GIS 的历史上,这是从纸质地图转向计算机制图的主要动力。

1960 至 75:GIS 开拓

1960 年代初期到 1980 年代确实是 GIS 开创性的时期。

这些碎片随着技术的进步而融合在一起:

  • 使用行式打印机将图形映射为输出。
  • 大型计算机在数据存储方面的进步。
  • 记录坐标作为数据输入。

计算领域的这些初步发展推动了 GIS 向前迈进。但是 GIS 真正需要的是一个聪明的头脑来拼凑拼图。

进入GIS 之父Roger Tomlinson 。

在 1960 年代罗杰·汤姆林森 (Roger Tomlinson) 在加拿大政府任职期间,他发起、计划和指导了加拿大地理系统 (CGIS) 的开发。这是 GIS 历史上的一个关键时期,因为许多人认为 CGIS 是地理信息系统的根源。CGIS 是独一无二的,因为它采用图层方法系统来处理地图。


罗杰汤姆林森

“伟大的发现和改进总是需要许多人的合作。我可能因开辟了 GIS 的道路而受到赞誉。但当我看到后来的发展时,我觉得这归功于他人,而不仅仅是我自己。”

— 罗杰汤姆林森


由于加拿大占据的领土面积很大,加拿大土地清单的想法是在 1964 年提出的。但直到 1971 年它才开始全面运作。

加拿大土地清单使用土壤、排水和气候特征来确定作物类型和林区的土地容量。它很快意识到准确和相关的数据对于土地规划和决策至关重要。多年来,CGIS 进行了修改和改进,以跟上技术的步伐。

CGIS 并不是唯一采用 GIS 的团体:

GIS 开拓 – 环游世界

美国人口普查局是 GIS 一些核心原则的早期采用者。正是美国人口普查局的开创性工作促成了 1970 年人口普查的数字输入,使用数据格式 GBF-DIME(地理基础文件 – 双独立地图编码)。

GBF-DIME 成为一种支持数字数据输入、错误修复甚至等值线映射的文件格式。使用这种格式,美国人口普查局开始将人口普查边界、道路和城市区域数字化。这是 GIS 历史上的一大进步。

英国的军械测量局也开始了他们的常规地形图开发工作。迄今为止,军械测量局仍在生产许多不同的 GIS 数据产品,包括英国每个地区的每栋房屋、每道栅栏和每条溪流。

在 GIS 历史上的这一点上,它处于开创性的阶段。它仍处于培训阶段,开始由世界各地少数几个国家机构培育。

1975 至 90:GIS 软件商业化

地理信息系统软件

随着政府意识到数字地图的优势,这影响了哈佛计算机图形学实验室的工作。1970 年代中期,哈佛计算机图形学实验室开发了第一个称为 ODYSSEY GIS 的矢量 GIS。Esri 的 ARC/INFO 使用了 ODYSSEY GIS 的技术框架,这项工作导致了 GIS 的下一个发展阶段——软件商业化。

在 1970 年代后期,内存大小和图形功能正在改进。新的计算机制图产品包括 GIMMS(地理信息制作和管理系统)、MAPICS、SURFACE、GRID、IMGRID、GEOMAP 和 MAP。在 1980 年代后期,在 GIS 历史的这一部分中出现了越来越多的 GIS 软件供应商。

这些 GIS 软件供应商之一是 Esri,它现在是世界上最大的 GIS 软件公司。1982 年,Esri 推出了面向小型计算机的 ARC/INFO。然后在 1986 年,它为 Intel 微型计算机发布了 PC ARC/INFO。Esri 现在是全球领先的 GIS 软件开发专家,在 GIS 的历史上发挥了关键作用。

在 GIS 历史的这一点上,它也因一些第一次会议和发表的作品而获得了动力。1975 年在英国举行了第一次 GIS 会议。它包括一小群学者。第一次 Esri 会议于 1981 年举行,吸引了 18 名参与者。GIS 咨询公司开始萌芽。罗杰·汤姆林森 (Roger Tomlinson) 在 1968 年出版的《用于区域规划的地理信息系统》中首次使用了“地理信息系统”一词。对于 GIS 来说,那是一段非常孤独的时期。

但是我们所有的用户都使 GIS 成为今天的样子。尤其是下一个时间段:

阅读更多: 商业 GIS 软件:商业地图软件列表

1990 年至 2010 年:用户激增

地图协作

用户开始以不同的方式采用 GIS 技术。世界各地的教室、企业和政府都开始利用数字地图和分析。

所有的成分都准备好让 GIS 渗透到社会中:

  • 更便宜、更快、更强大的计算机
  • 多种软件选项和数据可用性
  • 新卫星的发射和遥感技术的整合

1990年到2010年是GIS历史上真正起飞的时期。

但是技术的进步已经超过了普通用户。GIS 用户不知道如何充分利用 GIS 技术。公司对采用 GIS 软件犹豫不决。各国无法获得地形数据。

但随着时间的推移,这些问题被搁置了。

逐渐地,空间分析对决策的重要性逐渐得到认可。慢慢地,教室和公司开始引入 GIS。该软件能够处理矢量和光栅数据。随着更多卫星在轨,GIS 系统可以使用从太空收集的这些数据。

这与全球定位系统的可用性相一致,为用户提供了前所未有的工具。就像按下开关一样,美国政府关闭了 GPS 选择性可用性。突然间,精度从机场的大小变成了小棚子的大小。GPS 引领了汽车导航系统和无人机等伟大创新产品的发展。

GIS 和 GPS 开发的闸门开始打开。这将我们带到了 GIS 历史上的下一个发展阶段:开源爆炸。

2010 年以后:开源大爆发

打开映射

处理器现在是千兆赫。显卡比以往任何时候都更加清晰。我们现在考虑以 TB 为单位存储 GIS 数据。它不再是兆字节。

GIS 数据变得越来越普遍。 TIGER 数据Landsat 卫星图像,甚至LiDAR 数据都可以免费下载。ArcGIS Online 等在线存储库存储大量空间数据。这是一个质量控制问题并适合您的需求。

那里的商业 GIS 软件产品的范围似乎无穷无尽。

但最引人注目的是 GIS 用户以开放、协作的方式构建自己的 GIS 软件的巨大转变。该软件对公众开放,并且是完全开源的。最大的优点是它们免费供公众使用。

开源正在成为当今的主流。我们正在逐步进入一个开源GIS软件的时代。QGIS上的光芒比以往任何时候都多。尽管如此,商业 GIS 软件总会有一席之地。像 Esri 这样的软件公司几乎可以为当今存在的任何空间问题提供解决方案。

阅读更多: 13 个免费 GIS 软件选项:以开源方式绘制世界地图

GIS 的过去、现在和未来

GIS 的历史由 3 个历史阶段组成:

  1. 开拓与发展
  2. GIS软件商业化
  3. 用户采用

随着时间的推移,GIS 成为一种基于计算机的工具,用于存储和操作基于地图的土地数据。它现在是一个价值数十亿美元的产业,负责我们地球面临的一些最重要的决定。

GIS 的未来会怎样?实时地理信息系统?虚拟现实?

每一天,我们都承载着 GIS 先驱者的火炬。我们站在巨人的肩膀上。我们正在塑造 GIS 的未来。公司、组织和政府采用 GIS 是因为它是帮助做出明智决策的工具。

今天,我们几乎没有触及 GIS 历史的表面。阅读更多关于其非凡历史的信息。

21世纪GIS的演进

多年来,GIS 已经从地图系统发展到远不止于此。通常,它遵循以下关键事件来塑造其发展路径:

信息管理:早在 2000 年,GIS 就演变成一个信息管理系统。例如,Esri 开发了其专有的 RDBMS地理数据库。这改变了游戏规则。突然之间,拓扑和几何正确性的概念早在 2002 年就完全融合了。

地理: 2006 年,GIS 转移了重点。虽然数据管理仍然是一个强项,但更多的重点放在了用例上。在这一点上,集成成为人们关注的关键领域。通过各种GIS 应用程序和用途,这就是 GIS 变得更加主流的点。

GEODESIGN:直到 2010 年,geodesign的概念才成为 Esri 的主要愿景。Geodesign 通过将地理与设计相结合,重新思考我们如何居住在这个世界上。主要思想是,地理设计通过将人们的需求放在首位来塑造我们的世界。

哪里的科学:虽然地理设计、地理和信息管理仍然是 GIS 中的关键概念,但 2016 年重点转移到了 GIS 与科学的整合。简单地说,“哪里的科学”是我们每天在 GIS 中所做的事情。它是关于将技术推向科学的边界并开辟新的可能性。

智能神经系统:最后,这是我们在 2020 年及以后所处的位置。借助物联网 (IoT),世界都是实时连接的。它是关于人类与地球之间技术的演变和相互联系的。地理是将一切联系在一起的粘合剂。


杰克丹格蒙德

“看看别人看不到的。我们看到了模式。关系。当你使用定位技术时,你可以在事情发生之前看到事情发生的地方”

— 杰克·丹格蒙德


GIS 发展史的延伸阅读

  • 电子计算方法和技术在映射数据的存储、编译和评估中的应用。罗杰·汤姆林森 (1974)
  • 地理信息系统的发明。哈佛大学公报 (2011)
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